1,277 matches
-
Regimul de conducție continuă a convertorului boost Convertorul ridicător, de asemenea cunoscut ca și convertorul boost (stepup), este un convertor care lucrează în comutație furnizând pe sarcină o tensiune constantă și de valoare superioară celei de alimentare. Asemenea convertorului buck, convertorul boost conține cinci componente de bază: comutatorul S implementat cu un dispozitiv semiconductor de putere, o diodă de comutație, o inductanță, o capacitate și un controler PWM. Circuitul de bază este prezentat în figura 11.1. Când comutatorul S este
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
avem o tensiune mai mare ca cea de pe catod, adică tensiunea de ieșire este egală cu tensiunea de intrare plus tensiunea generată de inductanță, adică: tensiunea de ieșire este mai mare decât cea de intrare. De aici provenind si denumirea convertorului de ridicător. Inductorul se comportă ca o ,,pompă’’, care absoarbe energia de la sursă când comutatorul S este închis, și o transferă spre rețeaua RC când comutatorul S este deschis. Când comutatorul S este închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
a curentului prin inductanță. Când comutatorul S se deschide(OFF), tensiunea de pe sarcină este suma dintre tensiunea indusă de inductor și tensiunea de alimentare. In aceste condiții curentul prin inductanță începe să scadă liniar conform relației. Caracteristica de reglaj a convertorului este unde d - factorul de umplere a undei dreptunghiulare de comandă a comutatorului. Valoarea lui d poate varia de la 0 la 1 și de aici se poate observa că tensiunea de ieșire este mai mare ca tensiunea de la intrare. Valoarea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
când comutatorul este deschis, capacitatea se încarcă, și este negativ datorită descărcării energiei pe sarcină când comutatorul este închis. Tensiunea filtrată pe condensator are un anumit riplu, care este de obicei foarte mic. 11.2. Regimul de conducție discontinuă a convertorului boost În figura 11.4. au fost prezentate formele de undă a curentului prin inductanță. Acesta sunt liniar crescătoare în starea ON a comutatorului și liniar descrescător pe în starea OFF a comutatorului. În acest caz conducția este continuă deoarece
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de legătură, distorsiuni în cadrul sistemelor trifazate de transport a energiei și de asemenea, nu este utilizat la maxim potențialul energetic a liniei de curent alternativ. Pentru înlăturarea acestor dezavantaje, în figura 11.8 este prezentată o schemă care folosește un convertor boost pentru corecția factorului de putere. Cu ajutorul acestui circuit de corecție a factorului de putere, orice sarcină este văzută dinspre rețea ca o sarcină pur rezistivă, curentul este în fază cu tensiunea și cu un conținut redus de armonici, factorul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
supratensiune pe sarcină, blocarea circuitului când tensiunea de alimentare este prea mică (cu histerezis), limitarea curentului pe comutator ciclu cu ciclu, precum și o protecție pe poarta tranzistorului MOSFET. In figura 11.9 este prezentat circuitul propus de Motorola, pentru un convertor boost cu corecția factorului de putere realizat cu MC34262 de 450W. Amplificatorul de eroare, cu acces pe intrarea inversoare și ieșire. Ieșirea este disponibilă pentru compensarea în frecvență. Amplificatorul este de tip transconductanță, adică cu intrarea în tensiune și cu
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
pe intrarea inversoare și ieșire. Ieșirea este disponibilă pentru compensarea în frecvență. Amplificatorul este de tip transconductanță, adică cu intrarea în tensiune și cu ieșirea în curent. Intrarea neinversoare este polarizată intern la 2.5V, iar tensiunea de ieșire a convertorului boost este divizată și aplicată pe intrarea inversoare. Multiplicatorul este elementul principal care permite controlul factorului de putere. Pe intrarea 3 se aplică tensiunea redresată, care va fi monitorizată de circuit. Multiplicatorul este proiectat pentru a avea o caracteristică de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
curentul dorit, ieșirea comparatorului Current Sense trece în “0” și astfel tranzistorul Q1 este comandat în conducție. In aceste condiții, curentul prin inductanță crește, deoarece tensiunea pe ea este cea de la ieșirea redresorului. Suntem în prima fază de funcționare a convertorului boost. Dacă, curentul din inductanță a ajuns la valoarea dorită, comparatorul Current Sense comută și basculează bistabilul RS astfel încât tranzistorul Q1 este blocat. Curentul prin inductanță începe să scadă, se încarcă condensatorul de la ieșire iar sarcina primește energie. Suntem în
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
ajuns la valoarea dorită, comparatorul Current Sense comută și basculează bistabilul RS astfel încât tranzistorul Q1 este blocat. Curentul prin inductanță începe să scadă, se încarcă condensatorul de la ieșire iar sarcina primește energie. Suntem în faza a doua de funcționare a convertorului boost. În momentul în care, curentul prin inductanță a ajuns la valoarea zero, comută comparatorul de sesizare a curentului nul(Zero Current Detector). Acesta comandă bistabilul RS astfel încât tranzistorul Q1 comută în conducție și curentul prin inductanță începe să crească
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
a curentului nul(Zero Current Detector). Acesta comandă bistabilul RS astfel încât tranzistorul Q1 comută în conducție și curentul prin inductanță începe să crească din nou. Procesul se repetă. Detectorul de curent zero este circuitul de control pentru conducția critică a convertorului boost. Inductanța începe să acumuleze energie, imediat ce acest detector anunță anularea curentului și prin urmare, curentul începe să crească, până când ajunge la valoarea curentului dorit dat de multiplicator, moment în care, tranzistorul Q1 se blochează și curentul începe să scadă
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
o rezistență. In tabelul 1 sunt prezentați factorii de performanță a circuitul din figura 11.9. Se observă că, factorul de putere este peste valoarea de 0.99, aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
sunt prezentați factorii de performanță a circuitul din figura 11.9. Se observă că, factorul de putere este peste valoarea de 0.99, aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
figura 11.9. Se observă că, factorul de putere este peste valoarea de 0.99, aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai mare decăt tensiunea de alimentare. Schema convertorului și
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
putere este peste valoarea de 0.99, aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai mare decăt tensiunea de alimentare. Schema convertorului și formele de undă aferente funcționării sunt prezentate în
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai mare decăt tensiunea de alimentare. Schema convertorului și formele de undă aferente funcționării sunt prezentate în figura 12.1. In această schemă, tensiunea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai mare decăt tensiunea de alimentare. Schema convertorului și formele de undă aferente funcționării sunt prezentate în figura 12.1. In această schemă, tensiunea de la ieșire este inversată față de cea de la intrare. Cu tranzistorul Q saturat, dioda D este polarizată invers și este blocată. Inductanța L generează o
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
pe sarcină, asigurând curentul necesar prin aceasta, iar o altă parte determină încărcarea condensatorului de ieșire Cout. Deoarece tensiunea medie pe bobină este nulă, ariile hașurate în figura. 12.1 sunt egale, deci ultima relație reprezentând caracteristica de trensfer a convertorului, d fiind factorul de comandă al convertorului. Din caracteristica de transfer se poate vedea că atunci când d < 0.5, Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
iar o altă parte determină încărcarea condensatorului de ieșire Cout. Deoarece tensiunea medie pe bobină este nulă, ariile hașurate în figura. 12.1 sunt egale, deci ultima relație reprezentând caracteristica de trensfer a convertorului, d fiind factorul de comandă al convertorului. Din caracteristica de transfer se poate vedea că atunci când d < 0.5, Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină este mică
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
în figura. 12.1 sunt egale, deci ultima relație reprezentând caracteristica de trensfer a convertorului, d fiind factorul de comandă al convertorului. Din caracteristica de transfer se poate vedea că atunci când d < 0.5, Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină este mică, energia înmagazinată în inductanța L nu se anulează pană la o nouă comandă de intrare în conducție a tranzistorului
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
a convertorului, d fiind factorul de comandă al convertorului. Din caracteristica de transfer se poate vedea că atunci când d < 0.5, Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină este mică, energia înmagazinată în inductanța L nu se anulează pană la o nouă comandă de intrare în conducție a tranzistorului Q, deci nici curentul prin inductanță nu se anulează, convertorul funcționând în acest
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină este mică, energia înmagazinată în inductanța L nu se anulează pană la o nouă comandă de intrare în conducție a tranzistorului Q, deci nici curentul prin inductanță nu se anulează, convertorul funcționând în acest caz în regimul de conducție continuu. In figura 12.2, sunt prezentate formele de undă a tensiunea și curentului prin inductanță, în regimul de conducție discontinuă, când puterea absorbită de sarcină este mai mare decât cea înmagazinată
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
tranzistorul Q devine egală cu tensiunea de intrare. Pe restul perioadei de timp rămase, până la o nouă comandă de conducție a tranzistorului Q, curentul din inductanță rămâne nul, tensiunea la bornele sarcinii fiind asigurată de capacitatea de ieșire Cout. Schema convertor mixt, comandat de circuitul MC34166 cu inversarea polarității tensiunii de ieșire față de intrare este prezentată în figura 12.3. In cazul utilizarea circuitului MC34166, la comanda convertoarele de tensiune inversă, există două probleme majore: prima problemă este detrminată de faptul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
nul, tensiunea la bornele sarcinii fiind asigurată de capacitatea de ieșire Cout. Schema convertor mixt, comandat de circuitul MC34166 cu inversarea polarității tensiunii de ieșire față de intrare este prezentată în figura 12.3. In cazul utilizarea circuitului MC34166, la comanda convertoarele de tensiune inversă, există două probleme majore: prima problemă este detrminată de faptul că, tensiunea de emitor al tranzistorului intern Q1 este limitată inferior la -1.5V; a doua problemă constă în faptul că, pentru realizarea unei tensiuni inverse la
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
tensiune inversă, există două probleme majore: prima problemă este detrminată de faptul că, tensiunea de emitor al tranzistorului intern Q1 este limitată inferior la -1.5V; a doua problemă constă în faptul că, pentru realizarea unei tensiuni inverse la ieșire convertorului este necesar, să legăm semnalul de reacție la intrarea neinversoare pentru a obține o reacție negativă, dar aceasta lucru nu se poate, deoarece aceasta este legată intern la tensiunea de referință. O rezolvare a acestor probleme constă în, legarea masei
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
mai fi probleme. Trebuie menționat faptul că, atunci când tensiunea de la ieșirea este reglată (stabilizată), căderea de tensiune pe R1 este de 5.05V și este egală cu referință internă de tensiune. Performantele regulatorului sunt prezentate în tabelul 1. 12.2 Convertorul mixt cu păstrarea polarității tensiunii de la ieșire In figura 12.4 este prezentată schema unui convertor mixt care nu mai inversează polaritatea tensiunea de ieșire, dar care utilizează două tranzistoare comutatoare și două diode. Regimul de funcționare este stabilit de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]